第十五章質 量 與 能 量【１１９】

第十五章質量與能量

世界是由物質組成的。物質科學的核心內容是物理學。物理學所研究的是物質的基本結構和物質運動的基本規律。物理學最基本的目的是尋求自然界物質運動的統一規律。

質量就是物體中物質的量。能量在物理學中也是個十分重要的基本概念，但很難給它下一個簡單的一般定義；它是反映物體狀態，譬如運動狀態或位置狀態的物理量。

我們現在所知道的所有組成整個世界的物質，籠統來看就是由質量與能量兩部分所組成。其中質量是屬於從比較實實在在的物體可以度量出來的，至多是目前對一些微觀世界的物體暫時還缺乏認知與度量的手段，但這早晚有一天會得以解決。而能量就目前而言還存在於那種看不見摸不著，相對而言比較抽象的事物中，不過人們通過一定手段直接或間接地可判斷它們的存在，度量它們的大小強弱。

能量目前已知它可以多種形式出現，譬如動能、勢能、熱能、電能、光能、核能、化學能等等。在牛頓經典力學中對質量與能量均有著明確的定義，並對它們運動或變化的規律有著定性、定量的描述。牛頓三大力學定律、萬有引力定理均對物體的運動規律作了精確的描繪。

在20世紀前的經典物理中關於物體及能量的幾大定律，深刻地揭示出了整個物質世界的運行規則。

其中能量守恆定律是關於能量既不能產生、也不能消滅的科學定律。它敘述了能量只可以由一種形式轉化成另一種形式，但是如果我們把宇宙中全部的能量都加起來，它們的總和永不改變。

質量守恆定律，是關於質量既不能產生也不能消滅的科學定律。它是講：宇宙中的所有的物質至多能從一種物質變成另一種物質，但是它總體的質量既不會增加也不會減少，其總量永遠也不會改變。

動量守恆定律是指：系統不受外力或所受外力的合力為零時，這全系統的動量就保持不變。

電荷守恆定律是說：電荷既不能創造，也不能消滅，它們只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分。

這一系列守恆定律是經典物理學研究物質世界的主要理論依據。

20世紀以前，在當時人類認知水平的客觀條件下，物理學的研究範圍通俗點講，僅僅局限於看得見的宏觀物理世界中的那一小段區域。對進入20世紀新生的量子力學中，相對論所主要涉足的大尺度宏觀世界及量子理論所研究的微觀粒子世界，基本上沒有涉及。上述經典力學的各定理、公式、定律一直在物理研究中起著正確的指導作用，並且基本上也沒遇到什麼解決不了的問題。

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